Мало ли что, где и кем считалось. Свою-то голову на плечах иметь нужно или нет?
Хорошо. Смотрите: Они были профессиональными инженерами, обученными управлению энергетическими установками. Они имели все основания полагать, что им достоверно известны все основные свойства и характеристики реактора. Они не имели ни возможности, ни - задач проводить с реактором эксперименты по своему усмотрению, или дедуктивным способом находить ИНЫЕ недокументированные свойства. А таковые у него имелись. И часть из них прямо противоречили основным нормам безопасности. О чем никто никому до аварии не сообщал. Поэтому можно считать, что инженеры были НЕВЕРНО ИНФОРМИРОВАНЫ о свойствах установки, на которой они работали. Подчеркиваю: они не были НЕИНФОРМИРОВАНЫ ("Дык мы не не знали, дык нам не сказали" - это не тот случай). Они как раз БЫЛИ ИНФОРМИРОВАНЫ. Но - неверно. В частности, они считали, что реактор спроектирован в полном соответствии с правилами и нормами ядерной безопасности. Это не абстрактные советские лозунги, но - совершенно конкретные документы, описывающие конкретные физические свойства установки. Но установка умела обладать
совсем другими свойствами.
В мире работают больше 400 стационарных энергетических реакторов. Есть еще судовые энергетические установки, экспериментальные и промышленные (оружейные) реакторы. Аварии на них происходят, куда же без них. О некоторых из них становится известно. О других – нет. Наиболее «громкие» аварии – связаны с отказами и сбоями систем охлаждения (и вообще – системами отвода тепловой энергии из реактора). Вот как в Фукусиме. Есть аварии другого рода – связанные с потерей контроля над мощностью реактора. Мы о них знаем меньше, хотя они более частые. Почему так? Потому что, потеря контроля над мощностью, КАК ПРАВИЛО, приводит к ее падению до нуля. И все. Единственное исключение (я думаю, что единственное, если ошибаюсь – поправьте) – это авария на ЧАЭС. Когда потеря контроля над мощностью означала не падение, а неуправляемый рост, разгон реактора и катастрофу.
Теперь – три толстых абзаца о физике процесса (спрятаны, чтобы лишний раз не "грузить")
[spoiler]«Поджигом» реакции служит «облако» медленных нейтронов, порожденных реакцией в предыдущие моменты времени. Существует такое понятие как реактивность. Что это значит? Если количество нейтронов растет, «облако уплотняется», реакция разгоняется, мощность растет. Это – положительная реактивность. Если количество нейтронов уменьшается, «облако худеет», реакция замедляется, мощность падает. Это – отрицательная реактивность. На реактивность влияют множество вещей: количество, температура и изотопный состав топлива, количество, температура и состояние теплоносителя (вода/пар), количество поглотителя (стержней управления и прочих), сама текущая мощность реактора, и т.д. и т.п.. Короче – сотни разных факторов. Изменения реактивности должны быть очень маленькие и – обратимые. Потому что при постоянной реактивности мощность растет экспоненциально, то есть, в течение секунд реактор можно разогнать до аварийного состояния. Из этого следует важный вывод: все обратные связи, между реактивностью, и факторами, на нее влияющими, должны быть только отрицательными. Во всех мыслимых диапазонах значений. Что значит – отрицательными? Значит: допустим, увеличили реактивность (вынули стержни) – мощность выросла. Но от роста мощности сама реактивность должна теперь УПАСТЬ. Тогда мощность стабилизируется на своем новом, повышенном значении. Или, допустим, вода/пар. Вода – хороший поглотитель нейтронов. Поэтому, когда она превращается в пар («пустоту»), реактивность как бы должна расти. Но вода же – и замедлитель (в реакции участвуют «медленные» нейтроны). Поэтому, испарившись, она «забирает» с собой часть реактивности. Суммарный эффект должен быть ТОЛЬКО отрицательным. Любая положительная обратная связь означает опасность быстрого неконтролируемого разгона реакции.
Поэтому, один из основополагающих принципов проектирования реакторов такой: в активной зоне, ни при каких условиях, не должно создаваться никаких положительных связей между реактивностью и факторами, влияющими на нее. Так их и проектируют. Это – та самая причина, почему «мощностная» авария почти никогда не становится катастрофой, но приводит просто к остановке реактора. Возможно, этим самым единственным исключением был РБМК. Впоследствии выяснилось, что при низких мощностях (как раз около 200МВт), между мощностью и реактивностью существовала положительная обратная связь. То есть, рост реактивности вызывал рост мощности (как и положено), но рост мощности приводил к РОСТУ реактивности (чего никак нельзя). Это раз. Такая же положительная обратная связь существовала между парообразованием и реактивностью, при условиях низкой мощности и высокого парообразования. Примечание: если "концевой эффект" стержней имел совершенно конкретный, материальный, физический механизм (в виде графитового стержня высотой 5 м и столба воды под ним), то положительные обратные связи - это чистой воды физическая абстракция, результат применения методов мат. физики.
Вопрос – как же этот реактор мог, вообще, работать, и не взорвался раньше? Ответ: во-первых, в основном, он работал на мощности, близкой к своей номинальной (3,2ГВт). Раз. Второе: все скачки мощности всегда регулировались стержнями управления с поглотителем. Это, вообще, единственный орган непосредственного управления реактивностью. Когда они находятся в центре активной зоны, они могут очень быстро влиять на реактивность. В норме, они там всегда и есть. Ими операторы и компенсировали локальные скачки мощности, если такие происходили. И удивлялись «неровному» отклику реактора. Списывали это на то, что он, вообще говоря, просто БОЛЬШОЙ.
Разумеется, когда стержни убраны вверх – скорость отклика гораздо меньше. Этим и продиктовано требование не эксплуатировать реактор с «нулевым» запасом реактивности: потому что при падении мощности, ее нечем будет поддержать и поднять. Но «нулевой» запас реактивности означает, буквально, следующее: все стержни вынуты, поднять мощность нечем, но зато опускание их вниз - это гарантированное и грубое «гашение» реакции.
Так вот, что у них произошло: они уронили мощность до 30МВт, затем подняли и стабилизировали ее на 200МВт. Израсходовав на это весь дозволенный запас реактивности, в виде стержней. Им, регламентом эксперимента, было предписано «выключить» реактор с 700МВт. Но они поняли, что для достоверного замера выбега генератора, им хватит и 200МВт, и согласовали это решение. Обычный оперативный регламент не устанавливал нижних ограничений по мощности. Обычный оперативный регламент не разрешал работать с запасом реактивности ниже минимального (минимальный предписанный запас составлял, суммарно, 15 невыведенных стержней управления), и предписывал им заглушать реактор. Но они, во-первых, не знали, что уже выбрали весь дозволенный запас реактивности (у них оставалось чуть больше 13, но из-за запаздывания расчета данных они думали, что еще 15). Во-вторых, по-любому, они еще оставались «вблизи» дозволенной величины запаса - 13 против 15, про том что всего стержней около 200. В-третьих, они и так готовились произвести эксперимент с заглушением реактора и
имитацией аварии по потере мощности. Ну вот они взяли и просто его заглушили. В соответствии с регламентом эксперимента, и в соответствии с обычным оперативным регламентом, требования которых, в данном случае, совпали.
Из-за особенностей РБМК, в АЗ сложились условия, когда паровой и мощностной коэффициенты реактивности (локально, то есть – не по всей АЗ, но в некоторых ее частях), стали больше единицы. То есть - возникли те самые положительные обратные связи, которых не должно возникать ни при каких условиях. Но реактор продолжал работать стабильно. А затем, идущие вниз стержни управления сработали как триггер. И реактор разогнался, в нижней части активной зоны, за считанные секунды. теплоноситель (вода) выкипел, пар выдавил верхнюю крышку активной зоны. Это был первый взрыв. Затем, из-за резкого роста паровой реактивности, реакция стала разгоняться на мгновенных нейтронах (этим отличаются цепная реакция в бомбе и в реакторе - в первой она идет на мгновенных нейтронах, во втором - на запаздывающих). Это был второй взрыв, ядерный, который раскидал активную зону по территории станции. Так, вместо имитации аварии по потере мощности, возникла авария по ее катастрофическому росту.[/spoiler]
Так вот, они точно знали, что работают «грубо» и неоптимально. Уж так сложилось в связи с экспериментом. И ОНИ ТОЧНО ЗНАЛИ, ЧТО В РЕАКТОРЕ НЕТ И НЕ МОЖЕТ СУЩЕСТВОВАТЬ НИКАКИХ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ ОБРАТНЫХ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ РЕАКТИВНОСТЬЮ И МОЩНОСТЬЮ, МЕЖДУ РЕАКТИВНОСТЬЮ И ПАРООБРАЗОВАНИЕМ, МЕЖДУ РЕАКТИВНОСТЬЮ – и вообще ничем. Знали – потому что это один из базовых принципов ядерной энергетики.
То что их знание было не верно – это мы с Вами СЕЙЧАС знаем. Потому что об этом теперь знают все. ТОГДА, об этом только смутно догадывались кое-кто в аппарате научного руководителя проекта. А персонал станции - не знал, и знать не мог. И выяснить им было неоткуда. Получилось, что они оказались просто последним звеном в цепочке ошибок. А потом пошли запускать, любой ценой, систему аварийного охлаждения несуществующего реактора, и нахватались там столько, что вскорости и умерли, в большинстве. Причем – не самой легкой смертью. Пусть уж лучше покоятся с миром.
